Номер 3, страница 75 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Агрегатные состояния вещества. Параграф 21. Аморфные тела. Жидкие кристаллы. Вопросы - номер 3, страница 75.

Условие.

3. Какова структура простейших жидких кристаллов?

Решение.

3. Какова структура простейших жидких кристаллов?

Жидкие кристаллы — это особое состояние вещества, промежуточное между твёрдым кристаллом и жидкостью. Они обладают текучестью, как жидкости, и анизотропией (зависимостью физических свойств от направления), как кристаллы.

Такое состояние возможно для веществ, молекулы которых имеют вытянутую (палочкообразную) или дискообразную форму. Именно асимметрия формы молекул позволяет им самоорганизовываться в упорядоченные структуры.

Структура простейших жидких кристаллов, называемых нематическими (или нематиками), характеризуется наличием дальнего ориентационного порядка при отсутствии дальнего позиционного порядка. Это означает:

1. Ориентационный порядок: длинные оси молекул ориентированы преимущественно в одном направлении. Это направление называется директором. Молекулы совершают тепловые колебания относительно этого направления, но в среднем сохраняют общую ориентацию.

2. Отсутствие позиционного порядка: центры масс молекул расположены хаотично, как в обычной изотропной жидкости. Молекулы могут свободно перемещаться, что и обеспечивает свойство текучести.

Таким образом, нематический жидкий кристалл можно представить как совокупность стержнеобразных молекул, которые плавают, как в жидкости, но при этом стараются выстраиваться параллельно друг другу.

Помимо нематиков существуют и более сложные структуры, например, смектические, где молекулы упорядочены не только по направлению, но и сгруппированы в слои. Однако нематическая фаза является самой простой и наименее упорядоченной среди всех жидкокристаллических фаз.

Ответ: Простейшие жидкие кристаллы (нематики) имеют структуру, в которой вытянутые молекулы обладают дальним ориентационным порядком (ориентированы в основном в одном направлении — вдоль директора), но лишены дальнего позиционного порядка (их центры масс распределены хаотично). Эта структура обеспечивает сочетание текучести, свойственной жидкостям, и анизотропии свойств, характерной для кристаллов.